DE102013205504A1 - Determining the opening energy of a fuel injector - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine beschrieben. Das Verfahren weist auf (a) Betreiben der Brennkraftmaschine in einem stationären ersten Betriebszustand, wobei in jedem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine der Kraftstoffinjektor mit einer elektrischen Erregung beaufschlagt wird, welche zu einer Einspritzung von Kraftstoff führt, (b) zusätzliches Beaufschlagen des Kraftstoffinjektors mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung für zumindest eines der nachfolgenden Arbeitsspiele, welche einer möglichen zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei die zusätzliche elektrische Erregung zunächst noch so schwach ist, dass es effektiv zu keiner zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff kommt, (c) sukzessives Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest eine nachfolgende Arbeitsspiel, bis es zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor kommt, wobei die zusätzliche Teileinspritzung dann zu einem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine führt, welcher unterschiedlich ist zu dem stationären ersten Betriebszustand, (d) Erkennen des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und (e) Bestimmen der Öffnungsenergie für den Kraftstoffinjektor basierend auf der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche erforderlich war, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den zweiten Betriebszustand zu ändern. Es wird ferner ein Verfahren zum Bestimmen der individuellen Öffnungsenergien von einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren beschrieben. Außerdem werden eine Motorsteuerung sowie ein Computerprogramm zur Durchführung der genannten Verfahren beschrieben.A method for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine is described. The method comprises (a) operating the internal combustion engine in a stationary first operating state, wherein in each work cycle of the internal combustion engine the fuel injector is subjected to an electrical excitation which leads to an injection of fuel, (b) additional loading of the fuel injector with an additional electrical one Excitation for at least one of the subsequent work cycles, which is associated with a possible additional partial injection of fuel, the additional electrical excitation initially being still so weak that there is effectively no additional partial injection of fuel, (c) gradually increasing the energy of the additional electrical Excitation for the at least one subsequent work cycle until there is an additional partial injection of fuel by the fuel injector, the additional partial injection then leading to a second operating state of the internal combustion engine machine leads, which is different from the stationary first operating state, (d) recognizing the second operating state of the internal combustion engine and (e) determining the opening energy for the fuel injector based on the energy of the additional electrical excitation, which was required to determine the operating state of the internal combustion engine to change the second operating state. A method for determining the individual opening energies of a plurality of fuel injectors is also described. In addition, an engine control and a computer program for performing the above-mentioned methods are described.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, eine Motorsteuerung sowie ein Computerprogramm zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, welche Öffnungsenergie mindestens erforderlich ist, um den Kraftstoffinjektor zumindest teilweise zu öffnen. The present invention generally relates to the technical field of controlling fuel injectors for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a method, an engine controller, and a computer program for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine, which opening power is at least required to at least partially open the fuel injector.

Direkt angetriebene Einspritz-Kraftstoffinjektoren heben durch elektrische Bestromung eines Spulenantriebs oder eines piezoelektrischen Wandlers eine Nadel aus ihrem Sitz und geben somit Düsenlöcher für den Durchfluss von Kraftstoff frei. Je mehr elektrische Energie dem Kraftstoffinjektor zugeführt wird, desto weiter öffnet die Nadel. Ist die elektrische Energie kleiner als die sogenannte Öffnungsenergie des betreffenden Kraftstoffinjektors, reicht diese nicht zum Anheben der Nadel aus. Direct-drive injection fuel injectors lift a needle out of its seat by energizing a coil drive or a piezoelectric transducer and thus release nozzle holes for the flow of fuel. The more electrical energy is supplied to the fuel injector, the farther the needle opens. If the electrical energy is less than the so-called opening energy of the respective fuel injector, this is not sufficient for lifting the needle.

Durch Herstellungstoleranzen, Alterungseffekte und unterschiedliche Umgebungsbedingungen kann die Öffnungsenergie individuell für jeden Kraftstoffinjektor variieren. Um jedoch insbesondere bei der Einspritzung von geringen Kraftstoffmengen, beispielsweise im sog. ballistischen Betrieb des Kraftstoffinjektors, oder im Falle von Mehrfacheinspritzungen mit sehr kleinen Teileinspritzungen eine hohen Mengengenauigkeit zu erzielen, ist eine möglichst genaue Kenntnis der Kraftstoffinjektor-individuellen Öffnungsenergie erforderlich. Due to manufacturing tolerances, aging effects and different environmental conditions, the opening energy can vary individually for each fuel injector. However, in order to achieve a high quantity accuracy, in particular in the injection of small amounts of fuel, for example in the so-called ballistic operation of the fuel injector, or in the case of multiple injections with very small partial injections, the most accurate possible knowledge of the fuel injector-individual opening energy is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine auf einfache Weise möglichst genau bestimmt werden kann. The invention has for its object to provide a method and an apparatus with which the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine can be determined as accurately as possible in a simple manner.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen, weitere Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments, further features and details of the present invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei die Öffnungsenergie diejenige Energie ist, welche mindestens erforderlich ist, um den Kraftstoffinjektor zumindest teilweise zu öffnen. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) Betreiben der Brennkraftmaschine in einem stationären ersten Betriebszustand, wobei in jedem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine der Kraftstoffinjektor mit einer elektrischen Erregung beaufschlagt wird, welche zu einer Einspritzung von Kraftstoff führt, (b) zusätzliches Beaufschlagen des Kraftstoffinjektors mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung für zumindest eines der nachfolgenden Arbeitsspiele, welche einer möglichen zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei die zusätzliche elektrische Erregung zunächst noch so schwach ist, dass es effektiv zu keiner zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff kommt, (c) sukzessives Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest eine nachfolgende Arbeitsspiel, bis es zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor kommt, wobei die zusätzliche Teileinspritzung dann zu einem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine führt, welcher unterschiedlich ist zu dem stationären ersten Betriebszustand, (d) Erkennen des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und (e) Bestimmen der Öffnungsenergie für den Kraftstoffinjektor basierend auf der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche erforderlich war, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den zweiten Betriebszustand zu ändern. According to a first aspect of the invention, a method is described for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine, wherein the opening energy is the energy which is at least required to at least partially open the fuel injector. The method described comprises (a) operating the internal combustion engine in a stationary first operating state, wherein in each working cycle of the internal combustion engine, the fuel injector is supplied with an electrical excitation, which leads to an injection of fuel, (b) additional charging of the fuel injector with an additional electrical excitation for at least one of the subsequent cycles associated with possible additional partial injection of fuel, wherein the additional electrical excitation is initially still so weak that effectively no additional partial injection of fuel occurs (c) successively increasing the energy of the additional ones electrical excitation for the at least one subsequent cycle until it comes to an additional partial injection of fuel through the fuel injector, the additional partial injection then de to a second operating state (c) detecting the second operating state of the internal combustion engine and (e) determining the opening energy for the fuel injector based on the energy of the additional electrical excitation, which was required to the operating state of the internal combustion engine to change to the second operating state.

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine sukzessive Erhöhung der Energie einer zusätzlichen elektrischen Erregung, welche ab einer gewissen Höhe zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor führt, auf einfache und effektive Weise die für den jeweiligen Kraftstoffinjektor individuelle Öffnungsenergie bestimmt werden kann. Diese individuelle Öffnungsenergie kann insbesondere genau derjenigen Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung entsprechen, welche gerade erforderlich ist, um tatsächlich zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor und damit zu einer Änderung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine zu führen. The method described is based on the finding that the individual opening energy that is individual for the respective fuel injector is determined in a simple and effective manner by a successive increase in the energy of an additional electrical excitation, which leads to an additional partial injection of fuel through the fuel injector from a certain height can. This individual opening energy can in particular correspond exactly to that energy of the additional electrical excitation, which is just required to actually lead to an additional partial injection of fuel through the fuel injector and thus to a change in the operating state of the internal combustion engine.

Die elektrische Energie kann durch eine Integration der Leistung (Spannung U x Strom I) über die Zeit bestimmt werden. The electrical energy can be determined by integrating the power (voltage U x current I) over time.

Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann durch den Wert einer beliebigen physikalischen Observablen definiert sein, welcher Wert für die Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine charakteristisch ist. Eine Änderung des Betriebszustands von dem stationären ersten Betriebszustand zu dem zweiten Betriebszustand zeichnet sich damit durch eine Änderung des Wertes der entsprechenden physikalischen Observablen aus. Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann insbesondere bestimmt sein (a) durch den Druck(verlauf) in einem Zylinder der Brennkraftmaschine, (b) durch die von dem betreffenden Kraftstoffinjektor eingespritzte Kraftstoffmenge, (c) durch das von der Brennkraftmaschine generierte Drehmoment und/oder (d) durch die aktuelle Drehzahl der Brennkraftmaschine. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Aufzählung nicht abschließend ist und dass zur Erkennung der Änderung des Betriebszustandes auch andere für die Kraftstoffverbrennung indikative Observablen verwendet werden können. The operating condition of the internal combustion engine may be defined by the value of any physical observable, which value is characteristic of the combustion of fuel in the internal combustion engine. A change in the operating state from the stationary first operating state to the second operating state is thus characterized by a change in the value of the corresponding physical observables. The operating state of the internal combustion engine can be determined in particular by (a) the pressure (progression) in a cylinder of the internal combustion engine, (b) by the fuel quantity injected by the relevant fuel injector, (c) by the torque generated by the internal combustion engine and / or (d ) by the current speed of the Internal combustion engine. It should be noted that this list is not exhaustive and that other fuel-indicative observables may be used to detect the change in operating condition.

Bevorzugt befindet sich die Brennkraftmaschine in dem stationären ersten Betriebszustand im Leerlauf. Die Leerlaufdrehzahl kann beispielsweise 800 Umdrehungen pro Minute sein. Damit kann das beschriebene Verfahren während eines üblichen Betriebs der Brennkraftmaschine immer dann ausgeführt werden, wenn sich die Brennkraftmaschine gerade im Leerlauf befindet. Damit kann die Öffnungsenergie des betreffenden Kraftstoffinjektors immer wieder neu, beispielsweise wenn das betreffende Kraftfahrzeug gerade an einer Ampel halten muss, bestimmt werden. Damit können Veränderungen in der Öffnungsenergie während der Lebenszeit des Kraftstoffinjektors individuell für jeden Kraftstoffinjektor erkannt werden. Alterungseffekte, die einen Einfluss auf die Öffnungsenergie haben, können dann für zukünftige Arbeitsspiele durch eine geeignete Ansteuerung des betreffenden Kraftstoffinjektors kompensiert werden. Damit kann die Mengengenauigkeit insbesondere bei der Einspritzung von Kleinstmengen verbessert werden. The internal combustion engine is preferably idle in the stationary first operating state. The idling speed may be, for example, 800 revolutions per minute. Thus, the method described during a normal operation of the internal combustion engine can always be performed when the engine is currently idling. Thus, the opening energy of the fuel injector concerned again and again, for example, when the vehicle in question must just stop at a traffic light, are determined. Thus, changes in the opening energy during the lifetime of the fuel injector can be detected individually for each fuel injector. Aging effects that have an influence on the opening energy can then be compensated for future work cycles by a suitable control of the relevant fuel injector. Thus, the quantity accuracy can be improved, especially in the injection of very small quantities.

Unter dem Begriff Arbeitsspiel ist in bekannter Weise eine Arbeitsperiode eines Viertakt-Hubkolbenmotors zu verstehen. Diese Arbeitsperiode umfasst (a) einen Ansaugtakt, (b) einen Verdichtungs- und Zündtakt, (c) einen Arbeitstakt und (d) einen Ausstoßtakt. The term working cycle is to be understood in a known manner a working period of a four-stroke reciprocating engine. This work period includes (a) an intake stroke, (b) a compression and ignition stroke, (c) a power stroke, and (d) an exhaust stroke.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Erkennen des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine ein Erkennen einer Änderung einer Stellgröße in einer Motorsteuerung der Brennkraftmaschine. Dies hat den Vorteil, dass für die Erkennung der Änderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine keine eigene Sensorik erforderlich ist. Damit kann das beschriebene Verfahren ohne zusätzliche Aufwendungen für Hardware realisiert werden. Es ist lediglich eine geeignete Programmierung der Motorsteuerung der Brennkraftmaschine erforderlich. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Motorsteuerung einen Drehzahlregler auf, welcher die Stellgröße derart einstellt, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine zumindest annähernd konstant bleibt. According to one exemplary embodiment of the invention, the detection of the second operating state of the internal combustion engine comprises detecting a change of a manipulated variable in an engine control of the internal combustion engine. This has the advantage that no separate sensor system is required for detecting the change in the operating state of the internal combustion engine. Thus, the described method can be realized without additional hardware expenses. It is only a suitable programming of the engine control of the internal combustion engine required. According to a further exemplary embodiment of the invention, the motor controller has a speed controller which adjusts the manipulated variable in such a way that the speed of the internal combustion engine remains at least approximately constant.

Die Stellgröße kann beispielsweise das Drehmoment der Brennkraftmaschine sein. Wenn die Energie der zusätzlichen elektrischen Erregungen so groß wird, dass es zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor kommt (Übergang von dem ersten stationären Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand), dann wird insgesamt eine etwas erhöhte Kraftstoffmenge pro Arbeitsspiel eingespritzt, was zunächst zu einem erhöhten Drehmoment führt. Um dies auszugleichen muss der Drehzahlregeler die Stellgröße Drehmoment herunter regeln. Der Übergang von dem ersten stationären Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zeichnet sich also gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Änderung der Stellgröße Drehmoment aus. The manipulated variable may be, for example, the torque of the internal combustion engine. If the energy of the additional electrical excitations becomes so great that additional partial injection of fuel through the fuel injector occurs (transition from the first stationary operating state to the second operating state), then an overall slightly increased amount of fuel per operating cycle is injected, which initially increases an increased torque leads. To compensate for this, the speed controller must downshift the manipulated variable torque. The transition from the first stationary operating state to the second operating state is therefore characterized, according to the exemplary embodiment illustrated here, by a change in the manipulated variable torque.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das sukzessive Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest eine nachfolgende Arbeitsspiel folgenden Schritte auf: (a) Betreiben der Brennkraftmaschine in einer ersten Phase für eine erste vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung mit einer ersten Energie, (b) Betreiben der Brennkraftmaschine in einer zweiten Phase für eine zweite vorbestimmte Anzahl von nachfolgenden Arbeitsspielen ohne eine zusätzliche elektrische Erregung, (c) Betreiben der Brennkraftmaschine in einer dritten Phase für eine dritte vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung mit einer dritten Energie, welche größer ist als die erste Energie, und (d) Wiederholen der Schritte (a) und (c) bis es zu der zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor kommt. According to a further exemplary embodiment of the invention, the successive increase of the energy of the additional electrical excitation for the at least one subsequent working cycle comprises the following steps: (a) operating the internal combustion engine in a first phase for a first predetermined number of cycles with an additional electrical excitation with one first energy, (b) operating the internal combustion engine in a second phase for a second predetermined number of subsequent cycles without additional electrical excitation, (c) operating the internal combustion engine in a third phase for a third predetermined number of cycles with additional electrical excitation a third energy greater than the first energy, and (d) repeating steps (a) and (c) until the additional partial injection of fuel by the fuel injector occurs.

Anschaulich ausgedrückt bedeutet dies, dass während der Phase des sukzessiven Erhöhens der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung die zusätzliche elektrische Erregung abwechselnd für eine erste bzw. dritte vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen aktiviert und danach die für eine vorbestimmte zweite vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen deaktiviert wird. Auf diese Weise ist jeweils für eine vorbestimmte Anzahl an Arbeitsspielen abwechselnd die zusätzliche elektri- sche Erregung aktiviert oder deaktiviert. Dabei wird die Energie mit jeder neuen Phase, in der die zusätzliche elektrische Erregung aktiviert ist, sukzessive erhöht. Illustratively, this means that during the phase of successively increasing the energy of the additional electrical excitation, the additional electrical excitation is activated alternately for a first and third predetermined number of cycles and then deactivated for a predetermined second predetermined number of cycles. In this way, the additional electrical excitation is alternately activated or deactivated for a predetermined number of working cycles. The energy is successively increased with each new phase in which the additional electrical excitation is activated.

Die erste und die dritte vorbestimmte Anzahl können bevorzugt gleich groß sein. Dies bedeutet, dass die Phasen, in denen die zusätzliche elektrische Erregung aktiviert ist, hinsichtlich der Anzahl an Arbeitsspielen gleich lang sind. The first and third predetermined numbers may preferably be the same size. This means that the phases in which the additional electrical excitation is activated are the same in terms of the number of working cycles.

Auch die erste bzw. dritte und die zweite vorbestimmte Anzahl können gleich groß sein. Dies bedeutet, dass die unmittelbar aufeinander folgenden Phasen des Betriebs der Brennkraftmaschine (a) mit zusätzlicher elektrischer Erregung und (b) ohne zusätzlicher elektrischer Erregung hinsichtlich der Anzahl an Arbeitsspielen gleich lang sind. Also, the first and third and the second predetermined number may be the same size. This means that the immediately successive phases of the operation of the internal combustion engine (a) with additional electrical excitation and (b) without additional electrical excitation in terms of the number of working cycles are the same length.

Hinsichtlich der genauen Größe der verschiedenen vorbestimmten Anzahlen an Arbeitsspielen in den verschiedenen Phasen des Betriebs der Brennkraftmaschine gibt es keine speziellen Vorgaben. Es ist jedoch zu beachten, dass die Zeitdauer, innerhalb der die Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung sukzessive erhöht wird, mit einer vorbestimmten Anzahl an Arbeitsspielen zunimmt, da jede einzelne Phase des Betriebs der Brennkraftmaschine länger dauert. Auf der anderen Seite verringert eine größere vorbestimmte Anzahl an Arbeitsspielen die Wahrscheinlichkeit, dass beispielsweise infolge von Schwankungen oder einem Rauschen der Observablen, die den Übergang von dem stationären ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand anzeigen soll, dieser Übergang nicht korrekt erkannt wird. Regarding the exact size of the various predetermined numbers of working cycles in the different phases of the operation of the Internal combustion engine, there are no special requirements. It is to be noted, however, that the period of time within which the energy of the additional electrical excitation is successively increased increases with a predetermined number of cycles as each individual phase of the operation of the internal combustion engine takes longer. On the other hand, a larger predetermined number of cycles reduces the likelihood that, for example, due to fluctuations or noise of the observable intended to indicate the transition from the stationary first operating state to the second operating state, this transition is not correctly detected.

Ein guter Kompromiss zwischen diesen beiden Aspekten hinsichtlich der jeweiligen vorbestimmten Anzahl scheint derzeit darin zu bestehen, dass die erste, die zweite und/oder die dritte vorbestimmte Anzahl zwischen 2 und 10, insbesondere zwischen 4 und 8 oder vorzugsweise bei 5 liegt. A good compromise between these two aspects with regard to the respective predetermined number currently seems to be that the first, the second and / or the third predetermined number is between 2 and 10, in particular between 4 and 8 or preferably at 5.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zum Erkennen des Übergangs von dem stationären ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand innerhalb von verschiedenen Phasen des Betriebs der Brennkraftmaschine jeweils eine Mittelung von einer für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine indikativen physikalischen Observablen durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass statistische Schwankungen oder ein Rauschen der physikalischen Observablen heraus gemittelt werden. Damit wird das beschriebene Verfahren besonders zuverlässig. According to a further exemplary embodiment of the invention, in order to detect the transition from the stationary first operating state into the second operating state within different phases of the operation of the internal combustion engine, an averaging is respectively carried out by a physical observable indicative of the operating state of the internal combustion engine. This has the advantage that statistical fluctuations or noise of the physical observables are averaged out. Thus, the method described is particularly reliable.

Wie bereits vorstehend erläutert, kann die physikalische Observable je nach speziellem Anwendungsfall aus einer Vielzahl von theoretisch möglichen physikalischen Observablen ausgewählt werden. Besonders bevorzugt erscheint derzeit als physikalische Observable eine Antwort eines Drehzahlreglers auf das zusätzliche Drehmoment zu verwenden, welches infolge der zusätzlichen Teileinspritzung in dem zweiten Betriebszustand erzeugt wird. Um eine bestimmte Drehzahl (insbesondere die Leerlaufdrehzahl) beizubehalten, wird bei Vorliegen der zusätzlichen Teileinspritzung die Stellgröße des Drehzahlreglers, welche bespielsweise für ein bestimmtes Drehmoment indikativ ist, entsprechend geändert. In dem entsprechenden Regelsignal des Drehzahlreglers wird die Stellgröße "Drehmoment" dann beim Übergang in den zweiten Betriebszustand eine negative Änderung zeigen. As already explained above, depending on the specific application, the physical observable can be selected from a large number of theoretically possible physical observables. Particularly preferred presently appears as a physical observable to use a response of a speed controller to the additional torque generated as a result of the additional partial injection in the second operating state. In order to maintain a certain speed (in particular the idling speed), in the presence of the additional partial injection, the manipulated variable of the speed controller, which recordable for a certain torque is indicative, changed accordingly. In the corresponding control signal of the speed controller, the manipulated variable "torque" will then show a negative change in the transition to the second operating state.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Übergang von dem stationären ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand anhand der Änderung einer Kreuzkorrelationsfunktion erkannt, wobei sich die Kreuzkorrelationsfunktion für jeden Zeitpunkt aus dem Produkt aus der Stellgröße und der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung ergibt. According to a further embodiment of the invention, the transition from the stationary first operating state to the second operating state is detected by the change of a cross-correlation function, wherein the cross-correlation function for each time point results from the product of the manipulated variable and the energy of the additional electrical excitation.

Der zeitliche Verlauf der Energien der zusätzlichen elektrischen Erregungen zeigt bei der vorstehend beschriebenen schrittweisen Erhöhung der Energie der zusätzlichen Erregungen, wobei vor jeder Erhöhung die zusätzliche elektrische Erregung für eine zweite vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen deaktiviert bzw. auf Null gesetzt wird, einen Verlauf von diskreten Pulsen. Dabei ist die Pulsbreite durch die erste vorbestimmte Anzahl bzw. durch die dritte vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen bestimmt. In entsprechender Weise ist der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Pulsen von der zweiten vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen bestimmt, innerhalb derer die zusätzliche elektrische Erregung deaktiviert ist. Die Höhe der diskreten Pulse ist indikativ für die Energie der jeweiligen zusätzlichen Erregungen. The time course of the additional electrical excitation energies, in the above-described stepwise increase in the energy of the additional excitations, wherein before each increase the additional electrical excitation is deactivated for a second predetermined number of cycles, shows a course of discrete pulses , In this case, the pulse width is determined by the first predetermined number or by the third predetermined number of working cycles. Similarly, the distance between two consecutive pulses is determined by the second predetermined number of cycles within which the additional electrical excitation is deactivated. The height of the discrete pulses is indicative of the energy of the respective additional excitations.

Die beschriebene Verwendung der Kreuzkorrelationsfunktion hat den Vorteil, dass der Übergang zwischen dem stationären ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand besonders zuverlässig erkannt werden kann. Die Zuverlässigkeit der Erkennung dieses Übergangs anhand der Kreuzkorrelationsfunktion ist besonders hoch, wenn die Kreuzkorrelationsfunktion in einer logarithmischen Skalierung verwendet wird. Der Übergang zwischen dem stationären ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand kann in der logarithmisch aufgetragenen Kreuzkorrelationsfunktion besonders präzise anhand einer auftretenden Stufe erkannt werden. The described use of the cross-correlation function has the advantage that the transition between the stationary first operating state and the second operating state can be detected particularly reliably. The reliability of detecting this transition by cross-correlation function is particularly high when the cross-correlation function is used in logarithmic scaling. The transition between the stationary first operating state and the second operating state can be detected particularly precisely in the logarithmically applied cross-correlation function by means of a step occurring.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) nach dem Erkennen des zweiten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, sukzessives Reduzieren der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für zumindest ein nachfolgendes Arbeitsspiel, bis die zusätzliche Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor wieder aufhört und die Brennkraftmaschine wieder in dem stationären ersten Betriebszustand betrieben wird, (b) Erkennen des stationären ersten Betriebszustands der Brennkraftmaschine, und (c) erneutes Bestimmen der Öffnungsenergie für den Kraftstoffinjektor basierend auf der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche gerade so klein ist, dass die zusätzliche Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor wieder aufhört und die Brennkraftmaschine wieder in den stationären ersten Betriebszustand übergeht. According to a further exemplary embodiment of the invention, the method further comprises (a) after detecting the second operating state of the internal combustion engine, successively reducing the energy of the additional electrical excitation for at least one subsequent working cycle until the additional partial injection of fuel by the fuel injector ceases and the (B) detecting the stationary first operating condition of the internal combustion engine, and (c) redetermining the opening energy for the fuel injector based on the energy of the additional electrical excitation, which is just so small that the additional Partial injection of fuel through the fuel injector stops again and the engine returns to the stationary first operating state.

Dies bedeutet anschaulich ausgedrückt, dass sich die Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung in iterativer Weise von verschiedenen Seiten an die tatsächliche Öffnungsenergie annähert. Wenn also der zweite Betriebszustand erreicht wurde, dann kann man sich mit (nun kleineren) Schritten von oben an die tatsächliche Öffnungsenergie annähern. Der Übergang zurück in den stationären ersten Betriebszustand beschreibt dann noch genauer die Öffnungsenergie des betreffenden Kraftstoffinjektors. In other words, the energy of the additional electrical excitation approaches the actual opening energy in an iterative manner from different sides. So if the second operating state has been reached, then one can approach the actual opening energy with (now smaller) steps from the top. Of the Transition back to the stationary first operating state then describes in more detail the opening energy of the respective fuel injector.

Selbstverständlich kann die Genauigkeit weiter verbessert werden, wenn man sich nach dem "wieder Erreichen" des stationären ersten Betriebszustands erneut mit (nun noch kleineren) Schritten wieder von unten an die tatsächliche Öffnungsenergie annähert. Der erneute Übergang in den zweiten Betriebszustand beschreibt dann mit noch größerer Genauigkeit die Öffnungsenergie des betreffenden Kraftstoffinjektors. Of course, the accuracy can be further improved if, after the "first reaching" of the stationary first operating state again with (now even smaller) steps approach from below to the actual opening energy. The renewed transition to the second operating state then describes with even greater accuracy the opening energy of the relevant fuel injector.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen der individuellen Öffnungsenergien von einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine beschrieben. (a) Bei diesem Verfahren wird das vorstehend beschriebene Verfahren gleichzeitig für die Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren durchgeführt. (b) Ferner wird die bestimmte Öffnungsenergie, welche erforderlich war, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den zweiten Betriebszustand zu ändern, als diejenige Öffnungsenergie identifiziert, welche von der Mehrzahl von individuellen Öffnungsenergien die geringste Öffnungsenergie darstellt. (c) Danach wird das vorstehend beschriebene Verfahren nacheinander für jeden der Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren individuell durchgeführt, wobei die Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest eine nachfolgende Arbeitsspiel ausgehend von der bestimmten geringsten Öffnungsenergie sukzessive erhöht wird. According to another aspect of the invention, a method for determining the individual opening energies of a plurality of fuel injectors of an internal combustion engine is described. (a) In this method, the above-described method is performed simultaneously for the plurality of fuel injectors. (b) Further, the specific opening energy required to change the operating state of the internal combustion engine to the second operating state is identified as the opening energy, which of the plurality of individual opening energies represents the lowest opening energy. (c) Thereafter, the above-described method is performed one by one for each of the plurality of fuel injectors individually, wherein the energy of the additional electrical excitation for the at least one subsequent cycle is successively increased from the determined lowest opening energy.

Dem beschriebenen Verfahren zum Bestimmen der individuellen Öffnungsenergien von einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das vorstehend beschriebene Verfahren zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines individuellen Kraftstoffinjektors zunächst kollektiv für eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren und bevorzugt für alle Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine angewendet werden kann. Bei dem sukzessiven Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung wird sich genau dann der Betriebszustand der gesamten Brennkraftmaschine ändern, wenn infolge der stärker werdenden zusätzlichen elektrischen Erregung der erste der Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren tatsächlich eine zusätzliche Teileinspritzung durchführt. Bei der folgenden Bestimmung der individuellen Öffnungsenergie für die einzelnen Kraftstoffinjektoren wird dann die als die geringste Öffnungsenergie identifizierte Öffnungsenergie als Offset Wert für alle Kraftstoffinjektoren verwendet. Damit kann das Verfahren schneller ausgeführt werden, da jedes sukzessive Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung nicht bei einem viel zu kleinen Wert sondern bereits bei dem Offset Wert (= geringste Öffnungsenergie aller Öffnungsenergien) beginnt und damit die individuelle Öffnungsenergie für jeden einzelnen Kraftstoffinjektor schneller erreicht wird. The described method for determining the individual opening energies of a plurality of fuel injectors is based on the finding that the above-described method for determining the opening energy of an individual fuel injector can initially be applied collectively for a plurality of fuel injectors and preferably for all fuel injectors of an internal combustion engine. When successively increasing the energy of the additional electrical excitation, the operating state of the entire internal combustion engine will change if and only if, as a result of the increasing additional electrical excitation, the first of the plurality of fuel injectors actually performs an additional partial injection. In the following determination of the individual opening energy for the individual fuel injectors, the opening energy identified as the lowest opening energy is then used as offset value for all fuel injectors. Thus, the process can be carried out faster, since each successive increase in the energy of the additional electrical excitation does not start at a much too small value but already at the offset value (= lowest opening energy of all opening energies) and thus faster reaches the individual opening energy for each fuel injector becomes.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) ein Bestimmen einer Stromstärke der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche zu der zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor führt, und (b) ein Berechnen des Zeitpunktes, zu welchem sich der Kraftstoffinjektor nach dem Beginn der zusätzlichen elektrischen Erregung beginnt zu öffnen, basierend auf (i) der bestimmten Stromstärke der zusätzlichen elektrischen Erregung und (ii) der Kapazität eines piezoelektrischen kapazitiven Antriebs des Kraftstoffinjektors. According to another embodiment of the invention, the method further comprises (a) determining a magnitude of the additional electrical excitation that results in the additional partial injection of fuel through the fuel injector, and (b) calculating the time at which the fuel injector trails the beginning of the additional electrical excitation begins to open, based on (i) the determined current intensity of the additional electrical excitation and (ii) the capacitance of a piezoelectric capacitive drive of the fuel injector.

Der Zeitpunkt, zu welchem der Kraftstoffinjektor nach dem Beginn der zusätzlichen elektrischen Erregung beginnt sich zu öffnen und welcher häufig auch als OPP1 bezeichnet wird, kann bevorzugt anhand folgender allgemein bekannten physikalischen Beziehung berechnet werden: E = 0,5·Q·U = 0,5·(I·Topp1)^2/Cpiezo The time at which the fuel injector begins to open after the start of the additional electrical excitation, which is often referred to as OPP1, may preferably be calculated from the following well-known physical relationship: E = 0.5 * Q * U = 0.5 * (I * Topp1) ^ 2 / Cpiezo

Dabei gilt: Q ist die Ladung des piezoelektrischen kapazitiven Antriebs, U ist die Spannung, die an dem piezoelektrischen kapazitiven Antrieb anliegt, I ist die bestimmte Stromstärke der zusätzlichen elektrischen Erregung, T0pp1 ist der Zeitpunkt, zu welchem sich der Kraftstoffinjektor nach dem Beginn der zusätzlichen elektrischen Erregung beginnt zu öffnen und Cpiezo ist die typischerweise vorbekannte Kapazität eines piezoelektrischen kapazitiven Antriebs des Kraftstoffinjektors. Where: Q is the charge of the piezoelectric capacitive drive, U is the voltage applied to the piezoelectric capacitive drive, I is the determined current of the additional electrical excitation, T0pp1 is the time at which the fuel injector after the start of the additional electrical excitation begins to open and Cpiezo is the typical prior art capacity of a piezoelectric capacitive drive of the fuel injector.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die beschriebene Motorsteuerung ist konfiguriert, eines der vorstehend beschriebenen Verfahren auszuführen. According to a further aspect of the invention, an engine controller for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine is described. The described engine controller is configured to perform any of the methods described above.

Der beschriebenen Motorsteuerung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das vorstehend beschriebene Verfahren ohne zusätzliche Hardware wie beispielsweise besondere Sensoren ausgeführt werden kann. Es ist lediglich erforderlich, eine ohnehin bereits vorhandene Motorsteuerung einer Brennkraftmaschine dahingehend zu modifizieren, dass diese eine Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens veranlasst. Die Modifizierung der Motorsteuerung kann beispielsweise mittels einer geeigneten Programmierung erfolgen. The described motor control is based on the finding that the method described above can be carried out without additional hardware, such as special sensors. It is only necessary to modify an already existing engine control of an internal combustion engine so that it causes an implementation of the method described above. The modification of the engine control can be done for example by means of a suitable programming.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine beschrieben. Das Computerprogramm ist, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen eines der vorstehend beschriebenen Verfahren eingerichtet. According to a further aspect of the invention, a computer program for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine is described. The computer program is when it comes from a processor is executed to perform one of the methods described above.

Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen. For the purposes of this document, the mention of such a computer program is synonymous with the notion of a program element, a computer program product, and / or a computer readable medium containing instructions for controlling a computer system to appropriately coordinate the operation of a system or method to achieve the effects associated with the method of the invention.

Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blue-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer herunter geladen werden kann. The computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc. The computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blue-ray disk, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.). The instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions. Further, the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.

Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden. The invention can be implemented both by means of a computer program, i. software, as well as by means of one or more special electronic circuits, i. in hardware or in any hybrid form, i. using software components and hardware components.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with apparatus claims and other embodiments of the invention with method claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of presently preferred embodiments.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Motorsteuerung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. 1 shows a schematic representation of an engine control for an internal combustion engine of a motor vehicle.

2 zeigt einen simulierten Signalverlauf zu Bestimmung der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors bei einem Einzylinder Viertaktmotor. 2 shows a simulated waveform for determining the opening energy of a fuel injector in a single-cylinder four-stroke engine.

Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. It should be noted that the embodiments described below represent only a limited selection of possible embodiments of the invention. In particular, it is possible to suitably combine the features of individual embodiments with one another, so that a multiplicity of different embodiments are to be regarded as obviously disclosed to the person skilled in the art with the embodiment variants explicitly illustrated here.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Motorsteuerung 100 für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Motorsteuerung 100 ist zum Durchführen des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors der Brennkraftmaschine programmtechnisch eingerichtet. 1 shows a schematic representation of a motor controller 100 for an internal combustion engine of a motor vehicle. The engine control 100 is programmed for performing the method described below for determining the opening energy of a fuel injector of the internal combustion engine.

Das nachfolgend anhand von 2 erläuterte Verfahren nutzt die Drehzahlantwort in einem stationären Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, z.B. im Leerlauf, auf systematische Anregungssprünge oder auf die Aufschaltung eines gut von dem Rauschen unterscheidbaren identifizierbaren Musters. Die Anregungssprünge bzw. das unterscheidbare und identifizierbare Muster ist in 2 oben dargestellt. Aufgetragen ist als Funktion der Zeit, welche hier in Form von Abtastschritten angegeben ist, die zusätzliche elektrische Erregung des Kraftstoffinjektors, welche ab einer gewissen Höhe zu einer zusätzlichen Teileinspritzung in jedem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine führt. Die zusätzliche elektrische Erregung ist als zusätzliche Erregungsenergie für jedes Arbeitsspiel in der Einheit mJ aufgetragen. In der in 2 gezeigten Darstellung entsprechen vier Abtastschritte einem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine. The following with reference to 2 explained method uses the speed response in a stationary operating point of the internal combustion engine, for example, at idle, on systematic excitation jumps or on the inclusion of a distinguishable from the noise identifiable pattern. The excitation jumps or the distinguishable and identifiable pattern is in 2 shown above. Plotted as a function of time, which is indicated here in the form of sampling, the additional electrical excitation of the fuel injector, which leads from a certain height to an additional partial injection in each cycle of the internal combustion engine. The additional electrical excitation is plotted as additional excitation energy for each cycle in the unit mJ. In the in 2 shown illustration four scanning steps correspond to a working cycle of the internal combustion engine.

Wie aus 2 ersichtlich, werden gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ausgehend von einem stabilen Betriebspunkt (hier Leerlauf der Brennkraftmachine) größer werdende zusätzliche elektrische Erregungen auf alle Kraftstoffinjektoren zugeschaltet. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden diese zusätzlichen elektrischen Erregungen jeweils für 5 Arbeitsspiele aktiviert und danach für weitere 5 Arbeitsspiele deaktiviert. Danach wird das alternierende Aktivieren und Deaktivieren der zusätzlichen elektrischen Erregung mit einer etwas stärkeren zusätzlichen elektrischen Erregung fortgesetzt. Das alternierende Aktivieren und Deaktivieren der zusätzlichen elektrischen Erregung mit stärker werdender zusätzlicher elektrischer Erregung wird solange fortgesetzt, bis ab einer gewissen zusätzlichen elektrischen Erregung bzw. ab einer gewissen zusätzlichen elektrischen Energie die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf den zeitlichen Verlauf der elektrischen Erregung reagiert. Sobald dies der Fall ist, kann im Falle einer Brennkraftmaschine mit mehreren Kraftstoffinjektoren diese Prozedur für jeden Kraftstoffinjektor individuell durchgeführt werden. Der Energiesprung bzw. die zusätzliche elektrische Energie, bei dem bzw. bei der die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die elektrischen Erregungssprünge erstmalig reagiert hat, kann dann für eine nachfolgende Kraftstoffinjektor-individuelle Bestimmung der Öffnungsenergie als Startoffset verwendet werden, ab dem die zusätzliche elektrische Erregung bzw. die zusätzliche elektrische Energie erhöht wird. Die Offsets der jeweils nicht zu adaptierenden Kraftstoffinjektoren können dabei konstant gehalten werden. How out 2 it can be seen, according to the embodiment shown here, starting from a stable operating point (in this case idling of the internal combustion engine) increasing additional electrical excitations are switched to all fuel injectors. According to the embodiment shown here, these additional electrical excitations are activated in each case for 5 working cycles and then deactivated for a further 5 working cycles. After that, the alternating activation and Disabling the extra electrical stimulation continues with a slightly stronger additional electrical stimulation. The alternating activation and deactivation of the additional electrical excitation with increasing additional electrical excitation is continued until from a certain additional electrical excitation or from a certain additional electrical energy, the speed of the internal combustion engine responds to the time course of the electrical excitation. Once this is the case, in the case of an internal combustion engine having multiple fuel injectors, this procedure may be performed individually for each fuel injector. The energy jump or the additional electrical energy, in which or at which the rotational speed of the internal combustion engine has reacted to the electrical excitation jumps for the first time, can then be used for a subsequent fuel injector-individual determination of the opening energy as a start offset, from which the additional electrical excitation or the additional electrical energy is increased. The offsets of the respectively not to be adapted fuel injectors can be kept constant.

In einer derzeit als besonders geeignet erscheinenden Ausführungsform wird als stationärer Betriebspunkt der Drehzahl-geregelte Leerlauf-Betrieb der Brennkraftmaschine verwendet. Der Leerlauf-Regler der Motorsteuerung der Brennkraftmaschine enthält unter anderem einen Integral-Regler. Dessen Stellwert verringert sich, wenn die einer möglichen zusätzlichen Teileinspritzung zugeordnete zusätzliche elektrische Erregung die Kraftstoffinjektor-individuelle Öffnungsenergie überschreitet und tatsächlich zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird. In an embodiment which currently appears to be particularly suitable, the speed-controlled idling operation of the internal combustion engine is used as the stationary operating point. The idle controller of the engine control of the internal combustion engine contains inter alia an integral controller. Its control value is reduced when the additional electrical excitation associated with a possible additional partial injection exceeds the fuel injector individual opening energy and in fact additional fuel is injected.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stellgröße des Integral-Reglers ein Steuersignal, welches proportional zu dem Sollwert des aktuellen Drehmomentes ist. Wird ab einer gewissen zusätzlichen elektrischen Erregung aufgrund einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff ein zusätzliches Drehmoment erzeugt, dann wird der Leerlauf-Regler sein Steuersignal für den Sollwert des aktuellen Drehmomentes entsprechend reduzieren, um das insgesamt erzeugte Drehmoment und die Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant zu halten. Dies ist in dem mittleren Diagramm von 2 gezeigt. Ab einer zusätzlichen Energie in Höhe von 20 mJ ist ab dem ungefähr 360-sten Abtastschritt eine zeitlich mit den zusätzlichen elektrischen Erregungen korrelierte Änderung des Sollwerts für das von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment zu erkennen. Der Leerlauf-Regler der Motorsteuerung sorgt also dafür, dass das insgesamt von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment und damit auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine trotz der zusätzlichen elektrischen Erregungen, die gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ab einer Hohe von 20 mJ zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff führen, konstant bleiben. According to the embodiment shown here, the manipulated variable of the integral controller is a control signal which is proportional to the desired value of the current torque. If an additional torque is generated from a certain additional electrical excitation due to an additional partial injection of fuel, then the idle controller will reduce its control signal for the target value of the current torque accordingly to keep the total torque generated and the speed of the internal combustion engine constant. This is in the middle diagram of 2 shown. From an additional energy in the amount of 20 mJ, a change of the setpoint value for the torque generated by the internal combustion engine, which is correlated in time with the additional electrical excitations, can be recognized from the approximately 360-degree sampling step. The idle controller of the engine control thus ensures that the total torque generated by the internal combustion engine and thus the speed of the internal combustion engine despite the additional electrical excitations, which lead according to the embodiment shown here from a height of 20 mJ to an additional partial injection of fuel , stay constant.

Um vor dem Hintergrund eines stets rauschenden Stellgrößen-Steuersignals die Zuverlässigkeit der Erkennung von Änderungen in dem Sollwert für das zu erzeugende Drehmoment zu erhöhen, kann eine Kreuzkorrelationsfunktion KKF ausgewertet werden, welche sich für jeden Zeitpunkt aus dem Produkt der zusätzlichen Energie (aufgetragen in dem oberen Diagramm von 2) und dem Sollwert für das zu erzeugende Drehmoment (aufgetragen in dem mittleren Diagramm von 2). Ferner kann die Zuverlässigkeit für die Erkennung von Änderungen in dem Sollwert für das zu erzeugende Drehmoment dadurch verbessert werden, dass für die Berechnung der Kreuzkorrelationsfunktion KKF von dem Sollwert für das zu erzeugende Drehmoment lediglich der von dem Leerlauf-Regler ausgegebene Integralanteil und nicht der Proportionalanteil verwendet wird. Dies entspricht dann einer Glättung bzw. einer Mittelwertbildung über mehrere Abtastschritte. Die zeitliche Dauer, über welche diese Glättung bzw. Mittelwertbildung erfolgt, wird durch die Zeitkonstante des Integralanteils bestimmt. Die auf diese Weise erzeugte Kreuzkorrelationsfunktion KKF ist in dem unteren Diagramm von 2 dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass die Kreuzkorrelationsfunktion KKF auf einer logarithmischen Skala aufgetragen ist. Man erkennt deutlich, dass ab dem Erreichen der Öffnungsenergie bei ungefähr dem 360-sten Abtastschritt der logarithmische Werte der Kreuzkorrelationsfunktion KKF vergleichsweise stark zugenommen hat. In order to increase the reliability of the detection of changes in the setpoint for the torque to be generated against the background of an ever-rushing manipulated variable control signal, a cross-correlation function KKF can be evaluated, which for each time point is calculated from the product of the additional energy (plotted in the upper) Diagram of 2 ) and the setpoint for the torque to be generated (plotted in the middle diagram of FIG 2 ). Further, the reliability for detecting changes in the target value for the torque to be generated can be improved by using, for the calculation of the cross-correlation function KKF from the target value for the torque to be generated, only the integral component output from the idle controller and not the proportional component becomes. This then corresponds to a smoothing or an averaging over several sampling steps. The duration over which this smoothing or averaging takes place is determined by the time constant of the integral component. The cross correlation function KKF generated in this way is shown in the lower diagram of FIG 2 shown. It should be noted that the cross-correlation function KKF is plotted on a logarithmic scale. It can be seen clearly that, when the opening energy has been reached at approximately the 360th sampling step, the logarithmic values of the cross-correlation function KKF have increased comparatively strongly.

Es wird darauf hingewiesen, dass das in diesem Dokument beschriebene Verfahren für einen Kraftstoffinjektor besonders bevorzugt dann eingesetzt werden kann, wenn dieser Kraftstoffinjektor bespielsweise aufgrund von einer Alterung oder aufgrund von einem teilweisen Defekt bei einer regulären elektrischen Erregung gar nicht mehr öffnet und demzufolge auch keine Detektion der Zeitpunkte OPP2 und OPP4 mehr möglich ist, zu welchen eine Ventilnadel des Kraftstoffinjektors in ihrer jeweiligen Endposition anschlägt. Bei einem derartig träg bzw. schwergängig gewordenen Kraftstoffinjektor wird in diesem Dokument auch von einem Verlust der OPP2 und OPP4 Detektionsmöglichkeit gesprochen. It should be noted that the method for a fuel injector described in this document can be used particularly preferably when this fuel injector, for example, no longer opens due to aging or due to a partial defect in a regular electrical excitation and therefore no detection the times OPP2 and OPP4 is more possible, to which a valve needle of the fuel injector abuts in their respective end position. In such a sluggish or stiff become fuel injector in this document is also spoken of a loss of OPP2 and OPP4 detection possibility.

In diesem Zusammenhang ist unter dem Zeitpunkt OPP2 derjenige Zeitpunkt in dem Öffnungsverlauf eines Kraftstoffinjektors zu verstehen, bei dem nach dem Beginn der elektrischen Erregung des Kraftstoffinjektors beispielsweise mittels einer Boostphase der Kraftstoffinjektor seinen vollen Durchfluss erreicht. Dies bedeutet, dass zum Zeitpunkt OPP2 der Kraftstoffinjektor vollständig geöffnet ist und dass sich die Nadel des Kraftstoffinjektors an ihrem oberen Anschlag befindet. Unter dem Zeitpunkt OPP4 ist derjenige Zeitpunkt in dem Öffnungsverlauf eines Kraftstoffinjektors zu verstehen, bei dem der Kraftstoffinjektor nach dem Beginn seiner elektrischen Erregung wieder vollständig geschlossen ist. Eine Detektion der Zeitpunkte OPP2 und OPP4 wird in bekannter Weise bei Kraftstoffinjektoren zur Bestimmung deren Öffnungsverhaltens und deren Schließverhaltens eingesetzt, um den betreffenden Kraftstoffinjektor später in geeigneter Weise so anzusteuern, dass Kraftstoffinjektor-individuell eine hohe Mengengenauigkeit insbesondere bei geringen Mengen an einzuspritzenden Kraftstoff erreicht wird. In this context, the point in time OPP2 is the point in the course of the opening of a fuel injector in which, after the start of the electrical excitation of the fuel injector, the fuel injector reaches its full flow, for example by means of a boost phase. This means that at the time OPP2 the fuel injector is fully open and that the needle of the fuel injector is at its upper stop. The point in time OPP4 is the point in time in the course of the opening of a fuel injector in which the fuel injector is completely closed again after the start of its electrical excitation. A detection of the times OPP2 and OPP4 is used in a known manner in fuel injectors to determine their opening behavior and their closing behavior in order to control the respective fuel injector later in a suitable manner so that fuel injector-individual high accuracy is achieved in particular with small amounts of fuel to be injected.

Nach einem Verlust der OPP2 und OPP4 Detektionsmöglichkeit (der betreffende Kraftstoffinjektor öffnet sich mit einem üblichen Erregungsverlauf nicht mehr vollständig), kann mit dem hier beschriebenen Verfahren die Öffnungsenergie des Kraftstoffinjektors bestimmt und für zukünftige Einspritzvorgänge die elektrische Erregung des Kraftstoffinjektors entsprechend angepasst werden. Auf diese Weise kann durch eine stärkere elektrische Erregung die Schwergängigkeit des Kraftstoffinjektors in geeigneter Weise kompensiert werden. After a loss of the OPP2 and OPP4 detection possibility (the relevant fuel injector does not open completely with a usual excitation process), the opening energy of the fuel injector can be determined with the method described here and the electrical excitation of the fuel injector can be adapted accordingly for future injection processes. In this way, the stiffness of the fuel injector can be compensated in a suitable manner by a stronger electrical excitation.

Ferner kann mit dem hier beschriebenen Verfahren für Kraftstoffinjektoren eine Grundcharakteristik hinsichtlich ihres individuellen Öffnungsverhaltens erstellt werden, sowie die Gültigkeit einer bestehenden Regelung übergeprüft werden. Die ermittelte Grundcharakteristik kann in einen nicht-flüchtigen Speicher einer Motorsteuerung zurückgeschrieben werden und zu einem späteren Zeitpunkt mit aktuellen Werten abgeglichen werden. Unterscheiden sich diese Werte erheblich, kann von einem Austausch des betreffenden Kraftstoffinjektors ausgegangen werden und es kann ein Zurücksetzen der entsprechenden Adaptionskennfelder erfolgen. Furthermore, with the method described here for fuel injectors, a basic characteristic with regard to their individual opening behavior can be created, and the validity of an existing regulation can be checked. The determined basic characteristic can be written back into a non-volatile memory of a motor control and adjusted at a later time with current values. If these values differ considerably, it can be assumed that the relevant fuel injector will be replaced, and the corresponding adaptation characteristic fields can be reset.

Bei einem Verlust der OPP2 und OPP4 Detektionsmöglichkeit kann die Strom-Stellgröße mit dem mittleren Strom der anderen Kraftstoffinjektoren vorinitialisiert werden. Falls diese Maßnahme nicht zu einem Wiedererlangen der OPP2 und OPP4 Detektionsmöglichkeit führt oder eine bestehende Regelung überprüft werden soll, dann kann durch einen definierbaren Suchlauf die Stellgröße immer weiter von der Initialisierung erhöht und erniedrigt werden. Ein möglicher Stromverlauf ist in dem oberen Diagramm von 2 angegeben. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die modellierte Öffnungsenergie 20,0 mJ. Ein Algorithmus des Suchlaufes erkennt in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen Wert von 20,1 mJ. In case of loss of the OPP2 and OPP4 detection capability, the current manipulated variable may be pre-initialized with the average current of the other fuel injectors. If this measure does not lead to a recovery of the OPP2 and OPP4 detection possibility or an existing control is to be checked, then the control variable can be increased and decreased further and further from the initialization by a definable search. A possible current flow is in the upper diagram of 2 specified. In the embodiment shown here, the modeled opening energy is 20.0 mJ. An algorithm of the search recognizes a value of 20.1 mJ in the embodiment shown here.

Bei einem derartigen Algorithmus kann über eine Proportional-Regelung ein Wert der o.g. Kreuzkorrelationsfunktion KKF erreicht werden, der den Kraftstoffinjektor-Zustand "gerade geöffnet" beschreibt. Ein zu hoher KKF-Wert bedeutet, dass die Öffnungsenergie zu weit überschritten wurde. In diesem Fall kann der Algorithmus langsam mit einem reduzierten Verstärkungsfaktor die Energie der elektrischen Erregung herunter regeln. In such an algorithm, a value of the o.g. Cross-correlation function KKF can be achieved, which describes the fuel injector state "just opened". Too high a KKF value means that the opening energy has been exceeded too far. In this case, the algorithm can slowly downshift the energy of the electrical excitation with a reduced gain factor.

Zusammenfassend bleibt festzustellen: Mit der Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens kann die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, nach einem Verlust der OPP2 und OPP4 Detektionsmöglichkeit den betreffenden Kraftstoffinjektor basierend auf der individuell bestimmten Öffnungsenergie so anzusteuern, dass wieder die Möglichkeit einer OPP2 und OPP4 Detektion gegeben ist. Damit kann ggf. ein unnötiges Notlaufprogramm zum Schutz der Komponente Kraftstoffinjektor vermieden werden. In summary, the use of the method described here makes it possible to increase the probability, after a loss of the OPP2 and OPP4 detection option, of controlling the relevant fuel injector based on the individually determined opening energy in such a way that the possibility of OPP2 and OPP4 detection is again given. This can be avoided if necessary, an unnecessary emergency program to protect the component fuel injector.

Ferner können unter Ausnutzung der Möglichkeit der Bestimmung der individuellen Öffnungsenergie nun Kraftstoffinjektoren mit einer größeren Nullpunktverschiebung bzw. mit einem höheren Drift für eine Brennkraftmaschine ausgewählt werden. Ferner können auch Endstufen für Motorsteuerungen mit einer größeren Toleranz verwendet werden. Damit kann bei der Herstellung der Komponenten Endstufen für Motorsteuerungen und Kraftstoffinjektoren die Ausschussrate ohne eine Änderung der Herstellungsbedingungen auf effektive Weise verringert werden. Furthermore, taking advantage of the possibility of determining the individual opening energy, fuel injectors with a larger zero offset or with a higher drift for an internal combustion engine can now be selected. Furthermore, power amplifiers for motor control can be used with a larger tolerance. Thus, in the manufacture of the components for motor controllers and fuel injectors, the rejection rate can be effectively reduced without changing the manufacturing conditions.

Zudem können mit dem hier beschriebenen Verfahren zum Bestimmen der Öffnungsenergie Kraftstoffinjektoren im bereits verbauten Zustand hinsichtlich ihrer elektrischen und hydraulischen Eigenschaften charakterisiert werden. Dies ermöglicht bei direkt angetriebenen Einspritzsystemen auch für kleine bzw. ballistische Einspritzvorgänge, bei denen die Nadel des Kraftstoffinjektors nicht vollständig sondern nur mit einem Teilhub minimal über den Öffnungspunkt ausgelenkt wird, eine Kraftstoffeinspritzung mit einer hohen Mengengenauigkeit. In addition, with the method described here for determining the opening energy, fuel injectors in the already installed state can be characterized with regard to their electrical and hydraulic properties. This allows for directly driven injection systems for small or ballistic injection operations in which the needle of the fuel injector is not completely deflected but only with a partial stroke at least over the opening point, a fuel injection with a high accuracy.

Außerdem können durch die Kraftstoffinjektor-individuelle Bestimmung der Öffnungsenergie Ansteuerparameter durch ein Motorsteuergerät selbst gelernt, adaptiert und optimiert werden. Ferner kann bereits bei der Herstellung von Kraftstoffinjektoren in einem Motorteststand die individuelle Öffnungsenergie bestimmt werden. Hier können insbesondere durch die Anwendung einer Kreuzkorrelationsfunktion bereits kleinste zusätzliche Mengen an eingespritztem Kraftstoff detektiert werden, welche normalerweise aufgrund eines nicht zu vermeidenden Rauschens bei einer Kraftstoffmengen-Messtechnik nicht detektierbar wären. In addition, by the fuel injector-individual determination of the opening energy, control parameters can be learned, adapted and optimized by an engine control unit itself. Furthermore, the individual opening energy can already be determined during the production of fuel injectors in a motor test stand. Here even the smallest additional amounts of injected fuel can be detected in particular by the application of a cross-correlation function, which would normally not be detectable due to an unavoidable noise in a fuel quantity measurement technique.

Claims (11)

Verfahren zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, welche Öffnungsenergie mindestens erforderlich ist, um den Kraftstoffinjektor zumindest teilweise zu öffnen, das Verfahren aufweisend Betreiben der Brennkraftmaschine in einem stationären ersten Betriebszustand, wobei in jedem Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine der Kraftstoffinjektor mit einer elektrischen Erregung beaufschlagt wird, welche zu einer Einspritzung von Kraftstoff führt, zusätzliches Beaufschlagen des Kraftstoffinjektors mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung für zumindest eines der nachfolgenden Arbeitsspiele, welche einer möglichen zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff zugeordnet ist, wobei die zusätzliche elektrische Erregung zunächst noch so schwach ist, dass es effektiv zu keiner zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff kommt, sukzessives Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest eine nachfolgende Arbeitsspiel, bis es zu einer zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor kommt, wobei die zusätzliche Teileinspritzung dann zu einem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine führt, welcher unterschiedlich ist zu dem stationären ersten Betriebszustand, Erkennen des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und Bestimmen der Öffnungsenergie für den Kraftstoffinjektor basierend auf der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche erforderlich war, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den zweiten Betriebszustand zu ändern. A method of determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine, which opening power is at least required to at least partially open the fuel injector, comprising the method Operating the internal combustion engine in a stationary first operating state, wherein in each cycle of the internal combustion engine, the fuel injector is acted upon by an electrical excitation, which leads to an injection of fuel, additional loading of the fuel injector with an additional electrical excitation for at least one of the subsequent cycles, which is associated with possible additional partial injection of fuel, wherein the additional electrical excitation is initially still so weak that it effectively comes to no additional partial injection of fuel, successively increasing the energy of the additional electrical excitation for the at least one subsequent working cycle, until there is an additional Partial injection of fuel through the fuel injector comes, the additional partial injection then leads to a second operating state of the internal combustion engine, which unterschiedl I am at the stationary first operating state, detecting the second operating state of the internal combustion engine and determining the opening energy for the fuel injector based on the energy of the additional electrical excitation, which was required to change the operating state of the internal combustion engine in the second operating state. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei das Erkennen des zweiten Betriebszustands der Brennkraftmaschine ein Erkennen einer Änderung einer Stellgröße in einer Motorsteuerung der Brennkraftmaschine umfasst. A method according to the preceding claim, wherein detecting the second operating state of the internal combustion engine comprises detecting a change of a manipulated variable in an engine control of the internal combustion engine. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Motorsteuerung einen Drehzahlregler aufweist, welcher die Stellgröße derart einstellt, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine zumindest annähernd konstant bleibt. Method according to the preceding claim, wherein the motor controller has a speed controller which adjusts the manipulated variable such that the speed of the internal combustion engine remains at least approximately constant. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das sukzessive Erhöhen der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest ein nachfolgendes Arbeitsspiel aufweist (a) Betreiben der Brennkraftmaschine in einer ersten Phase für eine erste vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung mit einer ersten Energie, (b) Betreiben der Brennkraftmaschine in einer zweiten Phase für eine zweite vorbestimmte Anzahl von nachfolgenden Arbeitsspielen ohne eine zusätzliche elektrische Erregung, (c) Betreiben der Brennkraftmaschine in einer dritten Phase für eine dritte vorbestimmte Anzahl von Arbeitsspielen mit einer zusätzlichen elektrischen Erregung mit einer dritten Energie, welche größer ist als die erste Energie, und (d) Wiederholen der Schritte (a) und (c) bis es zu der zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor kommt. Method according to one of the preceding claims, wherein the successively increasing the energy of the additional electrical excitation for the at least one subsequent working cycle (a) operating the internal combustion engine in a first phase for a first predetermined number of cycles with an additional electrical excitation having a first energy, (b) operating the internal combustion engine in a second phase for a second predetermined number of subsequent work cycles without additional electrical excitation, (C) operating the internal combustion engine in a third phase for a third predetermined number of cycles with an additional electrical excitation with a third energy which is greater than the first energy, and (d) repeating steps (a) and (c) until the additional partial injection of fuel by the fuel injector occurs. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei zum Erkennen des Übergangs von dem stationären ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand innerhalb von verschiedenen Phasen des Betriebs der Brennkraftmaschine jeweils eine Mittelung von einer für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine indikativen physikalischen Observablen durchgeführt wird.  Method according to the preceding claim, wherein for detecting the transition from the stationary first operating state to the second operating state within different phases of the operation of the internal combustion engine, an average of an indicative of the operating condition of the internal combustion engine physical observables is performed. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der Übergang von dem stationären ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand anhand der Änderung einer Kreuzkorrelationsfunktion erkannt wird, wobei sich die Kreuzkorrelationsfunktion für jeden Zeitpunkt aus dem Produkt aus der Stellgröße und der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung ergibt.  Method according to the preceding claim, wherein the transition from the stationary first operating state to the second operating state is detected by the change of a cross-correlation function, wherein the cross-correlation function for each time point results from the product of the manipulated variable and the energy of the additional electrical excitation. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend nach dem Erkennen des zweiten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, sukzessives Reduzieren der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für zumindest ein nachfolgendes Arbeitsspiel, bis die zusätzliche Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor wieder aufhört und die Brennkraftmaschine wieder in dem stationären ersten Betriebszustand betrieben wird, Erkennen des stationären ersten Betriebszustands der Brennkraftmaschine, und erneutes Bestimmen der Öffnungsenergie für den Kraftstoffinjektor basierend auf der Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche gerade so klein ist, dass die zusätzliche Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor wieder aufhört und die Brennkraftmaschine wieder in den stationären ersten Betriebszustand übergeht.  The method of any one of the preceding claims, further comprising after detecting the second operating state of the internal combustion engine, successively reducing the energy of the additional electrical excitation for at least one subsequent working cycle until the additional partial injection of fuel by the fuel injector stops again and the internal combustion engine is operated again in the stationary first operating state, Detecting the stationary first operating state of the internal combustion engine, and re-determining the opening energy for the fuel injector based on the energy of the additional electrical excitation, which is just so small that the additional partial injection of fuel by the fuel injector stops again and the internal combustion engine goes back to the stationary first operating state. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend Bestimmen einer Stromstärke der zusätzlichen elektrischen Erregung, welche zu der zusätzlichen Teileinspritzung von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor führt, und Berechnen des Zeitpunktes, zu welchem sich der Kraftstoffinjektor nach dem Beginn der zusätzlichen elektrischen Erregung beginnt zu öffnen, basierend auf (i) der bestimmten Stromstärke der zusätzlichen elektrischen Erregung und (ii) der Kapazität eines piezoelektrischen kapazitiven Antriebs des Kraftstoffinjektors.  The method of claim 1, further comprising determining a magnitude of the additional electrical excitation that results in the additional partial injection of fuel through the fuel injector, and calculating the time at which the fuel injector begins to open after the beginning of the additional electrical excitation. based on (i) the determined current intensity of the additional electrical excitation and (ii) the capacitance of a piezoelectric capacitive drive of the fuel injector. Verfahren zum Bestimmen der individuellen Öffnungsenergien von einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren einer Brennkraftmaschine, wobei das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche gleichzeitig für die Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren durchgeführt wird, die bestimmte Öffnungsenergie, welche erforderlich war, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine in den zweiten Betriebszustand zu ändern, als diejenige Öffnungsenergie identifiziert wird, welche von der Mehrzahl von individuellen Öffnungsenergien die geringste Öffnungsenergie darstellt, und das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche nacheinander für jeden der Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren individuell durchgeführt wird, wobei die Energie der zusätzlichen elektrischen Erregung für das zumindest eine nachfolgende Arbeitsspiel ausgehend von der bestimmten geringsten Öffnungsenergie sukzessive erhöht wird. A method for determining the individual opening energies of a plurality of fuel injectors of an internal combustion engine, wherein the method according to one of the preceding claims is performed simultaneously for the plurality of fuel injectors, the specific opening energy required to change the operating state of the internal combustion engine to the second operating state is identified as the opening energy, which of the plurality of individual opening energies represents the lowest opening energy, and the method according to one of the preceding claims is carried out individually for each of the plurality of fuel injectors, wherein the energy of the additional electrical excitation for the at least one subsequent cycle is successively increased from the determined lowest opening energy. Motorsteuerung (100) zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, wobei die Motorsteuerung (100) konfiguriert ist, um das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen. Motor control ( 100 ) for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine, wherein the engine control ( 100 ) is configured to carry out the method according to one of the preceding claims 1 to 8. Computerprogramm zum Bestimmen der Öffnungsenergie eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine, wobei das Computerprogramm, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist. A computer program for determining the opening energy of a fuel injector of an internal combustion engine, wherein the computer program, when executed by a processor, is adapted to perform the method according to one of claims 1 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP6203159B2 (en) * 2014-10-27 2017-09-27 株式会社Ｓｏｋｅｎ Fuel injection device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4312587A1 (en) * 1993-04-17 1994-10-20 Bosch Gmbh Robert Method and device for controlling a fuel injection system
DE19945618A1 (en) * 1999-09-23 2001-03-29 Bosch Gmbh Robert Control method for fuel injection system in internal combustion engine by storing drive period at which change in signal occurs as minimum drive period
DE102006015968B3 (en) * 2006-04-05 2007-11-08 Siemens Ag Adaptation method and adaptation device of an injection system of an internal combustion engine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6671611B1 (en) * 2000-11-28 2003-12-30 Bombardier Motor Corporation Of America Method and apparatus for identifying parameters of an engine component for assembly and programming
DE102004044450B3 (en) 2004-09-14 2006-04-06 Siemens Ag Method and device for idle detection of injectors
DE102008009071B4 (en) * 2008-01-22 2009-12-31 Continental Automotive Gmbh Method and device for adjusting an injection characteristic
EP2108804B1 (en) * 2008-04-08 2010-11-10 Magneti Marelli S.p.A. Method for determining the actual offset value of an injector of an internal combustion engine
DE102008043165B4 (en) * 2008-10-24 2020-08-06 Robert Bosch Gmbh Method and device for calibrating the pre-injection quantity of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle
DE102011006915A1 (en) 2011-04-07 2012-10-11 Robert Bosch Gmbh Method for calibrating an injection quantity
US9169789B2 (en) * 2011-08-15 2015-10-27 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting fuel mass for minimum fuel injector pulse widths in multiple fuel system engines
DE102013205504B4 (en) 2013-03-27 2019-02-07 Continental Automotive Gmbh Determining the opening energy of a fuel injector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4312587A1 (en) * 1993-04-17 1994-10-20 Bosch Gmbh Robert Method and device for controlling a fuel injection system
DE19945618A1 (en) * 1999-09-23 2001-03-29 Bosch Gmbh Robert Control method for fuel injection system in internal combustion engine by storing drive period at which change in signal occurs as minimum drive period
DE102006015968B3 (en) * 2006-04-05 2007-11-08 Siemens Ag Adaptation method and adaptation device of an injection system of an internal combustion engine

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